用于监测气体气氛的质量的监测设备和方法技术

技术编号：40661182 阅读：11 留言：0更新日期：2024-03-18 18:54

本发明专利技术涉及一种用于监测气体气氛(A)的质量的监测设备(10)和方法。该监测设备(10)具有风扇(13)，该风扇被设立为产生具有可变体积流量(V)的气流(G)。气体传感器(11)布置在风扇(13)的固定部分上的传感器位置(P)处，并且为控制装置(12)提供测量值(Q)。控制装置(12)被设立为：基于该测量值(Q)和所提供的校正数据(C)来确定经过体积流量校正的监测值(M)。

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【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】

本专利技术涉及一种用于监测气体气氛的质量的监测设备和方法。本专利技术还涉及一种用于设立监测设备、尤其是在调试之前或在调试期间设立监测设备的方法。

技术介绍

1、在us2021/0140868 a1中描述了一种用于监测气体气氛的质量的传感器装置。利用该传感器装置，测量在气溶胶中的颗粒浓度。基于流经传感器的颗粒的电荷来检测该颗粒浓度。即使对小于0.1μm的超细颗粒也应该进行成本低廉并且可靠的测量。为此，建立用于确定颗粒浓度的响应函数，该响应函数与流经传感器装置的气溶胶的体积流量无关。

2、ep 2142857 b1描述了一种用于显示室内空气质量的调节装置和方法。所送入的空气的体积流量可以以温度控制的方式或者以空气质量控制的方式来被调节。在首次安装该调节装置时或者在运行期间，可以根据当前室温来移动空气质量传感器的针对空气质量的对数测量刻度，以便校准该空气质量传感器。

3、对气体气氛的质量的精确确定是复杂的。对于许多已知的用于确定气体质量的气体传感器，测量值取决于经过气体传感器的体积流量。因此，通常无法直接在室内空气系统的风扇处进行测量。通常给气体传感器分配单独的小风扇，该单独的小风扇与室内空气系统的(主)风扇的运行无关地产生流经气体传感器的测量流的恒定体积流量。在这种情况下，可达到的测量精度取决于：该测量流不受室内空气系统的风扇所产生的气流的影响。

技术实现思路

1、因而，本专利技术的任务可在于：简化对气体气氛的质量的监测并且尤其能够简单地集成到室内空气系统中。</p>

2、该任务通过一种具有专利权利要求1的特征的监测设备、通过一种具有专利权利要求9的特征的用于设立监测设备的方法以及一种具有专利权利要求11的特征的用于监测气体气氛的质量的方法来解决。

3、按照本专利技术的监测设备被设立为监测气体气氛的质量。该气体气氛尤其是空气气氛。为了确定气体气氛的质量，例如可以确定灰尘颗粒的浓度和/或一种、多种或所有挥发性有机化合物(voc)的浓度。例如，可以确定具有指定尺寸的灰尘颗粒(例如pm2.5)的浓度或者tvoc值(total volatile organic compounds(总挥发性有机化合物))。

4、附加地或替代地，也可以测量描述气体气氛的状态和/或质量的其它值，例如温度、湿度、气体气氛的至少一种化学成分的浓度，诸如二氧化碳(co2)或氮氧化物(nox)的浓度。

5、该监测设备具有被设立用于产生气流的风扇。在此，气流的体积流量能根据风扇的运行状态来被改变。风扇以由控制装置控制或调节的方式来运行，其中，例如可以控制或调节该体积流量或者在风扇的吸入侧与压力侧之间的压差。风扇和控制装置可以是室内空气系统的组成部分，例如用于将空气(例如新鲜空气和/或暖空气和/或冷空气……)输送到建筑物中的一个房间或多个房间中和/或将空气(例如新鲜空气和/或暖空气和/或冷空气……)从建筑物中的一个房间或多个房间中排出。

6、风扇具有电动机和风扇转子，该风扇转子以可绕着旋转轴线旋转的方式安置在风扇定子处。电动机与风扇转子驱动连接，并且被设立为驱动风扇转子绕着旋转轴线旋转。

7、该监测设备还具有气体传感器，该气体传感器与控制装置通信连接。该气体传感器向控制装置提供测量值，该测量值描述了气体气氛的气体的质量，即例如在该气体气氛中的灰尘颗粒和/或挥发性有机成分的浓度。附加地，可以存在至少一个另外的传感器，以便测量至少一个另外的参数(例如至少一个物理参数)并且将其提供给控制装置，比如该气体气氛的温度和/或湿度和/或压力。

8、气体传感器布置在风扇定子处或者布置在电动机或电动机的电机壳体处。优选地，气体传感器布置在气流的主流动路径之外的传感器位置处。气体传感器尤其是布置在如下传感器位置，该传感器位置是通过在风扇的工作范围或运行范围内的模拟和/或测量来被确定的，并且当风扇产生具有可变体积流量的气流时，该体积流量在该传感器位置变化得尽可能小。传感器位置例如可以位于向着下游取向的表面上，在某种程度上可以说位于气流的流阴影中。可以通过测量和/或模拟来确定传感器位置。

9、控制装置被设立为：基于气体传感器的测量值、风扇的当前体积流量和所存储的或者以其它方式提供的校正数据，确定经过体积流量校正的并且至少基本上与体积流量无关的监测值。这些校正数据例如可以通过在风扇或具有该风扇的室内空气系统的调试之前或期间的模拟和/或测量来被确定，并且被存放在控制装置的非易失性存储器中和/或被存放在控制装置与其通信连接的非易失性外部存储器中(例如云存储器)。这些校正数据可以以表格、曲线或函数的形式存在，并且可以描述测量值、当前体积流量与经过体积流量校正的监测值之间的关系。

10、由此，能够使用具有可变体积流量的风扇来精确确定气体气氛的质量。因而，气体传感器可以与风扇一起形成组件，并且不必尽可能远离风扇地单独布置。由此，显著简化了风扇或室内空气系统在安装位置处、例如在建筑物中的安装。

11、有利的是：该监测设备附加地具有体积流量传感器，用于测量体积流量的相应当前值。优选地，体积流量传感器与气体传感器存在一定距离地布置在气流的主流动路径中。体积流量传感器与控制装置通信连接，并且向控制装置提供体积流量的相应当前值。

12、还可以有利的是：在不使用体积流量传感器的情况下通过控制装置来确定体积流量的当前值。为此，可以向控制装置提供风扇和/或电动机的至少一个运行参数，例如风扇的转速和电动机的转矩或者表征风扇的转速和电动机的转矩的一个或多个其它运行参数。例如，可以通过电机电流来表征电动机的转矩。风扇的转速可以通过控制装置的指定的目标转速来描述，或者可以通过转速传感器、例如通过转数传感器来检测。

13、控制装置可以被设立为：使用压差或体积流量作为用于控制或调节的参考变量。

14、在一个优选的实施方式中，该监测设备还具有压差传感器装置，用于测量在风扇的吸入侧与压力侧之间的压差。压差传感器装置与控制装置通信连接。在另一实施例中，如果控制装置被设立为控制压差，则可以省去该压差传感器装置。

15、如开头所描绘的那样，气体传感器尤其在主气流路径之外布置在适合的传感器位置处。该传感器位置可以通过模拟和/或测量来被确定，并且可以是在风扇处或者在电动机处的位置，在该位置，在通过风扇在其从最小体积流量直至最大体积流量的工作范围内来改变体积流量时，在该传感器位置处所确定的体量流量差额小于指定的极限值，或者在该位置，该体量流量差额最小。因此，可以确定在风扇定子处或者在电动机处的该传感器位置，在该传感器位置的情况下，由于风扇引起的体积流量变化对气体传感器的测量值的影响微小或最小。通过确定该传感器位置，可以基于校正数据以足够的精度来进行补偿。

16、上述监测设备的任一实施例都可以按如下地被设立或校准：

17、首先，可以确定并且存储在不流动的气体气氛中的气体气氛的气体质量的参考值。例如，可以通过气体传感器在风扇静止时在该气体气氛中确定本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种被设立用于监测气体气氛(A)的质量的监测设备(10)，所述监测设备具有：

2.根据权利要求1所述的监测设备，所述监测设备还具有与所述控制装置(12)通信连接的体积流量传感器(22)，用于测量所述当前体积流量(V)。

3.根据权利要求1所述的监测设备，其中，所述控制装置(12)被设立为：基于所述风扇和/或所述电动机(18)的至少一个运行参数来确定所述当前体积流量(V)。

4.根据权利要求1所述的监测设备，其中，所述控制装置(12)被设立为：基于所述电动机(18)的转速和转矩或者与之相关联的运行参数来确定所述当前体积流量(V)。

5.根据上述权利要求中任一项所述的监测设备，所述监测设备还具有压差传感器装置(23)，用于测量在所述风扇(13)的吸入侧(14)与压力侧(15)之间的压差，其中，所述控制装置(12)被设立为控制或调节所述压差(dp)。

6.根据上述权利要求中任一项所述的监测设备，其中，所述气体传感器(11)布置在所述气流(G)的主气流路径之外。

7.根据上述权利要求中任一项所述的监测设备，其中，

8.根据上述权利要求中任一项所述的监测设备，其中，所述气体传感器(11)布置在如下传感器位置(P)处，在所述传感器位置，在由所述风扇(13)产生的体积流量(V)从最小体积流量改变至最大体积流量时，所确定的体积流量差额最小。

9.一种用来设立用于监测气体气氛(A)的质量的监测设备(10)的方法，其中，所述监测设备(10)具有：用于产生具有可变体积流量(V)的气流(G)的风扇(13)，所述风扇具有以可绕着旋转轴线(D)旋转的方式安置在风扇定子(16)处的风扇转子(17)并且具有电动机(18)；布置在所述风扇定子(16)处或布置在所述电动机(18)处的气体传感器(11)；和与所述气体传感器(11)通信连接的控制装置(12)，其中，所述方法包括以下步骤：

10.根据权利要求9所述的方法，其中，通过对所述气流(G)的测量或模拟来确定布置所述气体传感器(11)的传感器位置(P)，其中，选择在所述风扇定子(16)处或在所述电动机(18)处的位置作为传感器位置(P)，在所述位置，在由所述风扇(13)产生的体积流量(V)从所述最小体积流量改变至所述最大体积流量时，所确定的体积流量差额小于指定的极限值。

11.一种用于在使用监测设备(10)的情况下监测气体气氛(A)的质量的方法，所述监测设备具有：用于产生具有可变体积流量(V)的气流(G)的风扇(13)，所述风扇具有以可绕着旋转轴线(D)旋转的方式安置在风扇定子(16)处的风扇转子(17)并且具有电动机(18)；布置在所述风扇定子(16)处或布置在所述电动机(18)处的气体传感器(11)；和与所述气体传感器(11)通信连接的控制装置(12)，其中，所述方法包括以下步骤：

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【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

1.一种被设立用于监测气体气氛(a)的质量的监测设备(10)，所述监测设备具有：

2.根据权利要求1所述的监测设备，所述监测设备还具有与所述控制装置(12)通信连接的体积流量传感器(22)，用于测量所述当前体积流量(v)。

3.根据权利要求1所述的监测设备，其中，所述控制装置(12)被设立为：基于所述风扇和/或所述电动机(18)的至少一个运行参数来确定所述当前体积流量(v)。

4.根据权利要求1所述的监测设备，其中，所述控制装置(12)被设立为：基于所述电动机(18)的转速和转矩或者与之相关联的运行参数来确定所述当前体积流量(v)。

6.根据上述权利要求中任一项所述的监测设备，其中，所述气体传感器(11)布置在所述气流(g)的主气流路径之外。

7.根据上述权利要求中任一项所述的监测设备，其中，所述气体传感器(11)布置在如下传感器位置(p)处，在所述传感器位置，在由所述风扇(13)产生的体积流量(v)从最小体积流量改变至最大体积流量时，所确定的体积流量差额小于指定的极限值。

8.根据上述权利要求中任一项所述的监测设备，其中，所述气体传感器(11)布置在如下传感器位置(p)处，在所述传感器位置，在由所述风扇(...

【专利技术属性】
技术研发人员：T·绍尔，J·格林格，
申请(专利权)人：埃布姆派斯特穆尔芬根股份有限两合公司，
类型：发明
国别省市：

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